EP2106374B1 - Machine de preparation et de distribution automatique de boissons - Google Patents

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EP2106374B1
EP2106374B1 EP07870338.6A EP07870338A EP2106374B1 EP 2106374 B1 EP2106374 B1 EP 2106374B1 EP 07870338 A EP07870338 A EP 07870338A EP 2106374 B1 EP2106374 B1 EP 2106374B1
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EP
European Patent Office
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capsule
machine according
puncturing
packaging envelope
needle
Prior art date
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EP07870338.6A
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German (de)
English (en)
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EP2106374A2 (fr
Inventor
Rolland Versini
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP2106374A2 publication Critical patent/EP2106374A2/fr
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Publication of EP2106374B1 publication Critical patent/EP2106374B1/fr
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J31/00—Apparatus for making beverages
    • A47J31/24—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure
    • A47J31/34—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure
    • A47J31/36—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure with mechanical pressure-producing means
    • A47J31/3604—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure with mechanical pressure-producing means with a mechanism arranged to move the brewing chamber between loading, infusing and ejecting stations
    • A47J31/3623—Cartridges being employed
    • A47J31/3628—Perforating means therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D85/00—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
    • B65D85/70—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for materials not otherwise provided for
    • B65D85/804—Disposable containers or packages with contents which are mixed, infused or dissolved in situ, i.e. without having been previously removed from the package
    • B65D85/8043—Packages adapted to allow liquid to pass through the contents
    • B65D85/8061—Filters

Definitions

  • the present invention relates to a machine for the preparation and automatic dispensing of drinks.
  • the invention relates to the general technical field of machines for infusing disposable capsules for the preparation of beverages, preferably, but not exclusively for the preparation of coffee, and the content to be infused remains in the package. It relates more particularly to the technical field of machines for infusing capsules by injection of water under pressure inside said capsule.
  • a "capsule” is to be distinguished from a "pod” of the type described in the document FR 2.879.175 (LUCIANI ).
  • the capsule is provided with a packaging envelope which serves as an infusion chamber.
  • a pod serves only to bring a predetermined quantity of substance to be infused into a specific infusion chamber of the machine.
  • the pod has a packaging envelope, it is only used to protect the substance to be infused and must be torn before extracting said pod.
  • Disposable capsules and pods are well known in the prior art and in particular described in the documents WO 2004/006740 (SEB), WO 94/01344 (NESTLE) US 2004/0197444 (KRAFT FOOD), US 5,012,629 (KRAFT FOOD), WO 2004/087529 (HAUSBRANDT) EP 1,221,418 (MELITTA HAUSHALTSPRODUKTE), EP 1,295,554 (SGL ITALIA) or EP 0.583.210 (FORNARI).
  • Closed capsules able to open by the pressure of the injected water are particularly advantageous because they allow to obtain high quality drinks.
  • a capsule for use in an automatic beverage preparation machine said capsule being formed by a compacted aggregate of a substance to infuse trapped in an airtight and watertight packaging envelope and having the shape of a truncated cone.
  • the fact of using an airtight and watertight packaging envelope has the advantage of being able to store the capsules for a relatively long period without any degradation of the flavor and the aromas of the drink.
  • a characteristic of this capsule is that the conditioning envelope is configured to burst during the injection of water under pressure inside said capsule. Generally, the conditioning envelope only burst at a weakening zone provided at the base of the truncated cone.
  • the puncture zone is disposed opposite to the piercing element.
  • the capsule is thus pierced at one of its ends and punctured at its opposite end.
  • the brewing chamber has two independent zones, one for the injection of water under pressure and another for the recovery and disposal of the drink.
  • the infusion chamber is technically complex to achieve.
  • the water under pressure passes right through the capsule, from the end of the piercing element, to the punctured or pierced portion of the packaging envelope.
  • the infusion of the capsule is not optimal.
  • a capsule of the type described in the document EP 0.554.469 should be placed in the infusion chamber in a specific position. Indeed, the infusion is done through a piercing device configured to pierce the top of the truncated cone and inject water under pressure. Under the effect of pressure, the weakening zone at the base of the truncated cone bursts and the water is infused through the capsule to a conduit for recovering the infused substance.
  • the main technical problem that the invention aims to solve is to propose a machine for the automatic preparation and dispensing of beverages of the type described above but whose infusion chamber is of simpler design. and optimizes the infusion of the capsule so that no area of the latter can escape the injection of water.
  • Another object of the invention is to provide a machine capable of preparing a drink regardless of the position of the capsule in the brewing chamber.
  • the invention also aims to provide a machine for the preparation and automatic dispensing of drinks of simple design, inexpensive, easy to use and suitable for both personal use for professional use where a significant number of drinks must be made daily.
  • the solution proposed by the invention is a machine of the type described in the documents EP 0.242.556 (NESTLE) EP 1,295,554 (SGL ITALIA) or US 2002/0023543 (SCHMED), or WO 2006/003115 (SGL ITALIA) and whose remarkable characteristics are described in the characterizing part of the main claim.
  • the water is injected towards the part of the capsule opposite to the puncture zone so as to be able to distribute itself evenly throughout said capsule.
  • the infusion is optimized because no area of the capsule can escape the injection of water.
  • the pod is crushed by the compacting piston in the infusion chamber to form a coffee cake which will be infused.
  • the infusion is carried out inside the infusion chamber and not inside the pod because it is literally exploded by the piston.
  • the hot water is distributed by the first piston, then crosses the dose of coffee (exploded pod).
  • the infused beverage is then recovered by the second piston.
  • the machine described in the document FR 2.879.175 (LUCIANI ), is not configured to receive a capsule of the type described in the document EP 0.554.469 (NESTLE), the infusion chamber having no element for piercing said capsule and injecting water under pressure inside the latter. In addition, no area to burst or pierce the capsule locally is provided.
  • the capsule 1 is intended to be used in an automatic beverage preparation and dispensing machine of the type comprising a device for piercing said capsule and injecting water under pressure inside the latter.
  • automatic beverage preparation and dispensing machine of the type comprising a device for piercing said capsule and injecting water under pressure inside the latter.
  • Such machines are for example described in the documents EP 0.242.556 (NESTLE) or EP 1,295,554 (SGL ITALIA).
  • the capsule 1 is formed by a compacted aggregate of a substance to infuse 2 trapped in a filter casing 3 and in an outer packaging casing 4.
  • the presence of the filter casing 3 is not essential to the operation of the capsule .
  • the substance to be infused 2 is preferably coffee, but can be tea, milk powder, chocolate powder, soup, etc.
  • the filtering envelope 3 is positioned between the compacted aggregate of the substance to be infused 2 and the packaging envelope 4.
  • This filtering envelope 3 makes it possible to filter the substance to be infused 2 whatever the positioning of the capsule 1 in the infusion chamber of the machine and whatever the punctured part of the capsule.
  • the filtering envelope 3 can act as a barrier against certain chemical attacks due to the material constituting the packaging envelope 4.
  • the filter casing 3 is advantageously made of a woven or non-woven porous material, comprising natural and / or synthetic fibers.
  • a woven or non-woven porous material comprising natural and / or synthetic fibers.
  • paper or filter cloth of the type used in the manufacture of tea bags may be used.
  • the volume of the capsule 1 depends on the machine and the substance to be infused 2.
  • the diameter of the capsule 1 is advantageously between 20 mm and 40 mm. It preferably contains between 5 g and 15 g of coffee packed so as to have a density of between 0.6 and 0.75 kg / dm 3 .
  • the conditioning casing 4 is airtight and watertight and has a substantially spherical outer shape that can be pierced substantially over any part of its surface.
  • the conditioning casing 4 is configured to burst under the effect of the pressure substantially on any part of its surface during the injection of water into the capsule 1. The result achieved is that the capsule 1 can be pierced by the piercing device of the machine and can burst, regardless of its position in the brewing chamber. A similar result can be obtained with a capsule whose packaging envelope 4 has a substantially cubic external shape.
  • Substantially means that certain parts of the capsule such as the zone reserved for a trademark, or, as described below, the sealing zones of the two half-shells constituting said capsule, may not be perfectly pierced or burst in the event of possible double thicknesses.
  • the packaging envelope 4 is advantageously made of aluminum, from 20 ⁇ m to 120 ⁇ m in thickness. However, other airtight and water-proof materials may be employed such as soft or rigid plastics of the polypropylene, polyvinyl chloride, polyethylene, food plastic, etc. type.
  • the packaging casing 4 is made of aluminum, it is advantageous to provide a film of food film disposed on the inner surface of said casing so as to protect the substance to be infused against possible chemical attack.
  • the puncture of the capsule 1 is carried out by the action of the injection pressure at a puncture zone arranged in the brewing chamber of the machine.
  • the capsules known from the prior art and in particular those described in the document EP 0.554.469 (NESTLE), comprise a conditioning envelope which bursts only at a zone of weakening specifically provided on the surface of said envelope.
  • the capsule differs in that its conditioning envelope is configured to burst substantially on any part of its surface when water is injected into said capsule under a pressure of 5 to 20 bar.
  • the pressure at which the beverage is infused determines the quality of the beverage. In practice, the higher the pressure, the better the brewed beverage. It is possible to play on the thickness of the packaging envelope 4 to obtain different types of capsules associated with different qualities of drink.
  • a first type of capsule having a thin packaging envelope (for example 20 ⁇ m) intended to burst under a low pressure (for example 5 bar) and capable of generating a drink of suitable quality.
  • a thin packaging envelope for example 20 ⁇ m
  • a low pressure for example 5 bar
  • a coffee-based drink of the American-style breakfast type that is to say, whose coffee is much less worked than an espresso but retaining the so-called "espresso" technique.
  • a second type of capsule having an intermediate thickness packaging envelope (for example 50 ⁇ m) intended to burst under an average pressure (for example 10 bar) and capable of generating a drink of superior quality, such as " French espresso Chapter
  • a third type of capsule having a packaging envelope of great thickness (for example 120 ⁇ m) destined to burst under high pressure (for example 20 bar) and likely to generate a high quality drink, with a very worked coffee, type "Italian espresso” (stronger than "the French espresso”) ).
  • the method of manufacturing the spherical capsule 1 is well known to those skilled in the art and for example described in the document FR 2.879.175 (LUCIANI ).
  • the filter casing 3 is advantageously formed by two half-envelopes of filter material sealed to each other along their peripheral rim so that they can not break during the injection of water. under pressure in said capsule.
  • the packaging envelope 4 is advantageously formed by two half-envelopes of air and water-tight material sealed to one another along their peripheral rim so that they may be punctured and possibly die during the injection of water under pressure in said capsule.
  • the two half-envelopes of the packaging envelope 4 are welded to one another by ultrasound.
  • they are sealed to each other by insertion and snap their flange on one another in the same way as some drug capsules.
  • the process for preparing a drink from the capsule 1 previously described is then very simple. It suffices to pierce the packaging envelope 4 of the capsule 1 and to inject pressurized water into the interior of said capsule so as to infuse the substance 2 contained in the latter. The beverage flowing through the part of the packaging casing 4 which has been punctured under the effect of the injection pressure of the water or which has been pierced beforehand is then recovered.
  • FIGS. 2a to 2e An embodiment of a machine for carrying out this method will now be described in more detail by referring to FIGS. 2a to 2e and to Figures 3 to 6 .
  • the machine 10 comprises an infusion chamber 11 configured to receive a spherical capsule 1 of the type described above.
  • Spherical capsules comprising a packaging envelope 4 which is not able to burst during the injection of pressurized water can also be used. This embodiment is explained in particular later in the description and on the figure 5 .
  • the infusion chamber 11 is equipped with an element 12 for piercing the packaging envelope 4 of the capsule 1 and injecting water under pressure inside the latter.
  • a reservoir 13 containing several capsules 1 in bulk can be arranged to communicate with the infusion chamber 11.
  • the yokes 11a, 11b are advantageously obtained by plastic molding, but any other material and method suitable to those skilled in the art can be used.
  • a front yoke 11a and a rear yoke 11b movably mounted in translation in the frame 100.
  • the yokes 11a and 11b have substantially hemispherical ends adjusted to the shape and dimensions of the yoke. the spherical capsule 1.
  • a sealing device is advantageously, but not necessarily, provided between the yokes 11a, 11b, so that the infusion chamber 11 is perfectly sealed during the infusion step.
  • the rear yoke 11b advantageously has on its outer surface a series of notches 14 which engage in a gear 15 fixed to the frame 100.
  • the gear 15 is connected to an operating arm 16.
  • the gear wheel 15 and the series notches 14 are arranged so that the rotation of said wheel causes translation of the rear yoke 11 b.
  • the rear yoke can be moved by any other mechanical device suitable for the skilled person, such as cylinder, belt drive system, screw / nut system, etc.
  • the toothed wheel 15 is advantageously locked in a locking position so as to prevent the rear yoke 11b from moving during the injection of water under pressure into the capsule 1.
  • the locking mechanism may comprise an eccentric, a detent, or any other equivalent means suitable for those skilled in the art.
  • the front yoke 11a is also movably mounted in translation in the frame 100, although this is not essential for the operation of the machine 10.
  • the front yoke 11a is movably mounted between an advanced position and a retracted position. Resting ( figure 2a ), a compression spring 17 comes to press the front yoke 11a against a stop 18 disposed inside the frame 100.
  • the spring 17 is compresses and said rear yoke recoils ( Figure 2c ) until abutting on the bottom of the frame 100.
  • the compression spring 17 relaxes and naturally returns to press the bolt before 11a against the stop 18 ( figure 2e ).
  • the piercing element 12 is advantageously integral with the frame 100 of the machine 10. According to a preferred embodiment shown on the FIGS. 2a to 2e and more particularly on figures 3 and 5 , the piercing element 12 is arranged with the front yoke 11a. It comprises at one of its ends a needle 120 intended to penetrate into the capsule 1. The end of the needle 120 is provided with orifices 121 of water injection connected to a duct of pressurized water 122 The other end of the piercing element 12 is configured to be connected to a source of hot water. During the infusion, the hot water is pressurized by means of a pump connected to a water tank.
  • the orifices 121 are positioned so as to ensure a diffuse and uniform injection of water into the substance to be infused 2. With particular reference to the figures 3 and 5 the water is injected towards the portion of the capsule 1 opposite the puncture zone 20 so as to be able to distribute itself uniformly throughout said capsule. No area of the capsule 1 will escape the injection of water under pressure.
  • the length of the needle 120 is such that it can pierce only one side of the capsule 1.
  • the front yoke 11a tends to push the capsule 1 out of the needle 120.
  • a similar result would be obtained by providing a front yoke fixedly mounted in the frame 100 and a piercing element 12 mounted movably between an advanced position where the needle 120 engages the capsule 1 and a retracted position where it leaves said capsule.
  • a seal is advantageously provided between the front yoke 11a and the piercing element 12.
  • the internal surface of the infusion chamber 11 is arranged so that during the injection of water under pressure inside the capsule 1, the packaging envelope 4 of said capsule can not be pierced or to burst at the level of a puncture zone specially provided for this purpose.
  • the puncture zone 20 is configured to communicate with a device for recovering liquid flowing through the pierced or punctured portion of the conditioning casing 4.
  • Other portions of the inner surface of the infusion chamber 11 are smooth and adjusted to the dimensions of the capsule 1 so that the packaging envelope 4 can not burst or be pierced elsewhere than in the puncture zone 20.
  • the puncture zone 20 is arranged at the base of the needle 120.
  • the puncture zone 20 is an extension integral with the needle 120, the piercing element 12 provided with said needle and said puncture zone being made in one piece by plastic molding.
  • the front yoke 11a and the piercing element 12 are configured to form, behind the puncture zone 20, a recovery chamber 22 for recovering the liquid flowing through the packaging envelope 4.
  • This arrangement makes it possible to inject water under pressure into the capsule 1 and to recover the drink flowing from said capsule on the same side of the machine 10, which makes it possible to simplify the design of the machine and reduce its bulk.
  • the puncture zone 20 comprises a succession of hollow portions 20a and upper portions 20b configured so as to allow the puncture of the packaging envelope 4 of the capsule 1 during the injection of pressurized water.
  • the upper parts 20b play the role of punch and weaken the packaging envelope 4 during the introduction of the capsule 1 against the puncture zone 20. Under the effect of pressure, the portion of the packaging envelope 4 thus weakened is then fit to burst.
  • the vacuum obtained by the difference in height between the hollow parts 20a and the upper parts 20b leads to the puncture of the packaging envelope 4 under the effect of the pressure of the injected water.
  • the puncture zone 20 is formed by a grid 20c molded at the base of the needle 120.
  • the gate 20c has orifices 20d communicating with the recovery chamber 22.
  • the orifices 20d are disposed below the upper portions 20b so that to be able to recover more easily the infused liquid.
  • the orifices 20d have the shape of a truncated cone whose small base is disposed on the side of the puncture zone 20 and the large base on the side of the chamber 22. This configuration makes it possible to avoid clogging phenomena and creates a laminar flow that improves the quality of the drink.
  • the small base of the orifices 20d has a diameter of between 0.1 mm and 0.3 mm so as to retain the possible grains of the substance to be infused 2 that can escape from the capsule 1, whether or not the latter comprises a filter jacket 3.
  • the puncture zone 20 is equipped with means 20e for piercing the packaging envelope 4 of the capsule 1.
  • the means 20e for piercing the packaging envelope 4 are needles molded on a grid 20c.
  • any other drilling means suitable for the skilled person can be used.
  • This embodiment is particularly suitable for spherical capsules whose packaging envelope 4 is not configured to burst during the injection of water under pressure, for example when said packaging envelope is plastic.
  • the piercing means 20e are advantageously configured so as to pierce only the packaging casing 4 and to leave intact said filter casing.
  • needles whose length is sufficient to pierce the packaging casing 4 and possibly deform the filter casing 3, but insufficient to pierce the latter, are used.
  • the gate 20c has orifices 20d communicating with the recovery chamber 22.
  • the orifices 20d are in the form of a truncated cone whose small base is disposed on the side of the puncture zone 20 and the large base on the side of the chamber 22. This configuration avoids clogging phenomena and creates a laminar flow that improves the quality of the drink.
  • the small base of the orifices 20d has a diameter of between 0.1 mm and 0.3 mm so as to retain the possible grains of the substance to be infused 2 that can escape from the capsule 1, whether or not the latter comprises a filter jacket 3.
  • the puncture zone 20 has a generally planar shape so that the packaging envelope 4 is substantially deformed before the injection of pressurized water. This feature improves the punching of the packaging envelope 4 when the puncture zone 20 comprises a succession of hollow portions 20a and 20b high portions. It also optimizes the drilling of the packaging envelope 4 when the puncture zone 20 comprises piercing means 20e.
  • the puncture zone 20 may have the shape of a spherical cap configured to substantially match the shape of the capsule 1.
  • the needle 120 is advantageously configured to form a seal at the pierced edges of the packaging envelope 4 and to prevent the infused liquid from flowing at said pierced edges.
  • the needle 120 preferably comprises a flange 123 configured so that the pierced edges of the packaging casing 4, and possibly those of the filter casing 3, are pressed against it under the effect of the pressure of the casing. water injected into the capsule 1.
  • the reservoir 13 is equipped with an opening 130 making it possible to bring the capsules 1 to the brewing chamber 11.
  • the rear yoke 11b is moved rearwardly of the frame 100 so as to release the opening 130 and load a capsule.
  • the rear yoke 11b comes into contact with the front yoke 11a, driving the capsule 1 towards the needle 120 ( figure 2b ).
  • the rear yoke 11b pushes the front yoke 11a and allows the needle 120 to pierce the packaging envelope 4 of the capsule 1 ( Figure 2c ).
  • the lever 16 is then locked. In this position, the capsule 1 is perfectly trapped in the infusion chamber 11 and the conditioning envelope 3 comes into contact with the puncture zone 20.
  • Hot water under pressure is then injected into the capsule 1 via the orifices 121 of the needle 120. The injection of water is carried out under a pressure of 5 to 20 bar. Under the effect of pressure, the packaging envelope 4 pierces.
  • the front yoke 11a comprises a conduit 21 arranged so as to create a communication between the recovery chamber 22 and the duct 21 when said front yoke is in the retracted position.
  • the liquid contained in the recovery chamber 22 can therefore be brought via the conduits 21a and 21 to a cup, a bowl, or any other suitable receptacle.
  • the lever 16 is actuated in the opposite direction so as to push back the rear yoke 11b ( figure 2d ).
  • the spring 17 relaxes and reconducted the breech before 11a towards its advanced position. The latter moves by pushing the capsule 1 out of the needle 120.
  • the rear yoke 11b moves back to its standby position and the used capsule 1 falls into the exhaust pipe 30 ( figure 2e ).
  • the rear yoke 11b returns to its loading position, releases the opening 130 of the tank 13 and allows the loading of a new capsule into the brewing chamber 11 ( figure 2a ).
  • the duct 30 for evacuating the used capsule is arranged at the frame 100 so as to recover said capsule when the rear yoke 11b returns to the waiting position and said capsule is extracted from the needle 120.
  • a closure element 31 arranged on the frame 100 is movably mounted between a closed position condemning access to the conduit 30 and an open position allowing access to said conduit.
  • the movement of the closure element 31 is advantageously synchronized with the movement of the rear yoke 11b.
  • the closure member 31 blocks the conduit 30 so that the new capsule 1 can not fall into it.
  • the closure member 31 moves back to a position to release access to the conduit 30.
  • the closure element 31 advances to an intermediate position not closing the conduit 30 ( figure 2e ). In this configuration, the used capsule can fall into the duct 30.
  • the closing element 31 advances and obstructs the duct 30 (FIG. figure 2a ).
  • the closing element is moved by means of a lug 32 coupled to a mechanism connected to the rear yoke 11b so as to synchronize the movements.
  • the closure element 31 can be coupled to a mechanism whose operation is independent of the movement of the rear yoke 11b.

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  • Apparatus For Making Beverages (AREA)
  • Packages (AREA)
  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)

Description

    Domaine technique de l'invention.
  • La présente invention a pour objet une machine de préparation et de distribution automatique de boissons.
  • L'invention concerne le domaine technique général des machines permettant d'infuser des capsules jetables pour la préparation de boissons, préférentiellement, mais non exclusivement pour la préparation de café, et dont le contenu à infuser reste dans l'emballage. Elle concerne plus particulièrement le domaine technique des machines permettant d'infuser des capsules par injection d'eau sous pression à l'intérieur de ladite capsule.
  • Une « capsule » est à différencier d'une « dosette » du type décrite dans le document FR 2.879.175 (LUCIANI ). La capsule est pourvue d'une enveloppe de conditionnement qui sert de chambre d'infusion. Au contraire, une dosette sert uniquement à amener une quantité prédéterminée de substance à infuser dans une chambre d'infusion spécifique de la machine. Dans le cas où la dosette comporte une enveloppe de conditionnement, celle-ci sert uniquement à protéger la substance à infuser et doit être préalablement déchirée pour en extraire ladite dosette.
    • État de la technique.
  • Les capsules et dosettes jetables sont bien connues de l'art antérieur et notamment décrites dans les documents WO 2004/006740 (SEB), WO 94/01344 (NESTLE), US 2004/0197444 (KRAFT FOOD), US 5.012.629 (KRAFT FOOD), WO 2004/087529 (HAUSBRANDT), EP 1.221.418 (MELITTA HAUSHALTSPRODUKTE), EP 1.295.554 (SGL ITALIA) ou encore EP 0.583.210 (FORNARI).
  • Les capsules fermées aptes à s'ouvrir par la pression de l'eau injectée sont particulièrement avantageuses car elles permettent d'obtenir des boissons de grande qualité. On connaît en particulier par le document EP 0.554.469 (NESTLE), une capsule destinée à être utilisée dans une machine de préparation automatique de boisson, ladite capsule étant formée par un agrégat compacté d'une substance à infuser emprisonné dans une enveloppe de conditionnement étanche à l'air et à l'eau et ayant la forme d'un tronc de cône. Outre les raisons hygiéniques, le fait d'employer une enveloppe de conditionnement étanche à l'air et à l'eau procure l'avantage de pouvoir stocker les capsules pendant une période relativement longue sans aucune dégradation de la saveur et des arômes de la boisson. Une caractéristique de cette capsule est que l'enveloppe de conditionnement est configurée pour se crever lors de l'injection d'eau sous pression à l'intérieur de ladite capsule. Généralement, l'enveloppe de conditionnement se crève uniquement au niveau d'une zone d'affaiblissement prévue à la base du tronc de cône.
  • On connaît par les documents EP 0.242.556 (NESTLE) , EP 1.295.554 (SGL ITALIA) ou encore US 2002/0023543 (SCHMED) des machines pour la préparation et la distribution automatique de boissons comportant une chambre d'infusion configurée pour recevoir une capsule du type décrite dans le document EP 0.554.469 (NESTLE). La chambre d'infusion est équipée d'un élément pour percer l'enveloppe de conditionnement de la capsule, pénétrer dans ledit agrégat de substance à infuser et injecter de l'eau sous pression à l'intérieur de cette dernière. La chambre d'infusion comporte une zone de crevaison configurée pour crever ou percer localement l'enveloppe de conditionnement, ladite zone de crevaison communiquant avec un dispositif pour récupérer le liquide s'écoulant au travers de la partie percée ou crevée de ladite enveloppe de conditionnement.
  • Dans ces machines connues de l'art antérieur, la zone de crevaison est disposée à l'opposé de l'élément de perçage. La capsule est ainsi percée à l'une de ses extrémités et crevée à son autre extrémité opposée. La chambre d'infusion a donc deux zones indépendantes, une pour l'injection d'eau sous pression et une autre pour la récupération et l'évacuation de la boisson. Il en résulte que la chambre d'infusion est techniquement complexe à réaliser.
  • En outre, l'eau sous pression traverse de part en part la capsule, depuis l'extrémité de l'élément de perçage, jusqu'à la partie crevée ou percée de l'enveloppe de conditionnement. En pratique, on peut observer que certaines zones de la capsule échappent à l'injection d'eau. L'infusion de la capsule n'est donc pas optimale.
  • Le document WO 2006/003115 (SGL ITALIA) décrit une machine conforme aux caractéristiques techniques décrites dans le préambule de la revendication principale, mais qui n'est pas conçue pour recevoir une capsule sphérique.
  • Egalement, de part sa forme et sa conception, une capsule du type décrite dans le document EP 0.554.469 (NESTLE), doit être mise en place dans la chambre d'infusion dans une position spécifique. En effet, l'infusion se fait par l'intermédiaire d'un dispositif de perçage configuré pour percer le sommet du tronc de cône et injecter de l'eau sous pression. Sous l'effet de la pression, la zone d'affaiblissement disposée à la base du tronc de cône éclate et l'eau s'infuse au travers de la capsule vers un conduit de récupération de la substance infusée.
  • L'inconvénient majeur de ce type de capsules est qu'elles doivent être obligatoirement positionnées de manière à ce que le sommet du tronc de cône soit en vis-à-vis du dispositif de perçage et que la zone d'affaiblissement à la base du tronc de cône soit en vis-à-vis du conduit de récupération de la substance infusée, au risque de dégrader la machine. De ce fait, il est nécessaire de prévoir des moyens pour forcer le positionnement de la capsule dans la chambre d'infusion. La conception de la machine devient complexe et il n'est pas possible de prévoir une machine équipée d'un réservoir où les capsules seraient stockées en vrac et amenées automatiquement vers la chambre d'infusion.
  • A ce Jour, du fait de cet état des choses, les machines utilisant de telles capsules ne peuvent pas distribuer automatiquement plusieurs boissons à la suite, ce qui les rend inulilisables dans des commerces de débit de boissons, dans des collectivités, dans les entreprises ou dans tous autres lieux où un grand nombre de boissons doivent être préparées quotidiennement. En effet, chaque capsule doit être positionnée manuellement dans la chambre d'infusion.
  • Face aux inconvénients de l'art antérieur, le problème technique principal que vise à résoudre l'invention est de proposer une machine pour la préparation et la distribution automatique de boissons du type décrite précédemment mais dont la chambre d'infusion est de conception plus simple et permet d'optimiser l'infusion de la capsule de sorte qu'aucune zone de cette dernière ne puisse échapper à l'injection d'eau.
  • Un autre but de l'invention est de proposer une machine capable de préparer une boisson quelle que soit la position de la capsule dans la chambre d'infusion.
  • L'invention a encore pour but de proposer une machine pour la préparation et la distribution automatique de boissons de conception simple, peu onéreuse, facile d'utilisation et convenant aussi bien à un usage personnel qu'à un usage professionnel où un nombre important de boissons doit être réalisé quotidiennement.
    • Divulgation de l'invention.
  • La solution proposée par l'invention est une machine du type décrit dans les documents EP 0.242.556 (NESTLE), EP 1.295.554 (SGL ITALIA) ou encore US 2002/0023543 (SCHMED), ou encore WO 2006/003115 (SGL ITALIA) et dont les caractéristiques remarquables sont décrites dans la partie caractérisante de la revendication principale.
  • De plus, l'eau est injectée vers la partie de la capsule opposée à la zone de crevaison de manière à pouvoir se répartir uniformément dans toute ladite capsule. L'infusion est donc optimisée car aucune zone de la capsule ne peut échapper à l'injection d'eau.
  • Le document FR 2.879.175 (LUCIANI ) décrit une machine automatique de préparation et de distribution de boissons classique comportant une chambre d'infusion et deux pistons :
    • un premier piston pour tasser la dose de café moulu amenée par la dosette et injectée de l'eau sur ladite dose
    • et, à l'opposé du premier piston, un second piston pour l'infusion de la boisson.
  • La dosette est écrasée par le piston de tassement dans la chambre d'infusion de manière à former une galette de café qui sera infusée. L'infusion est réalisée à l'intérieur de la chambre d'infusion et non pas à l'intérieur de la dosette car cette dernière est littéralement éclatée par le piston.
  • L'eau chaude est distribuée par le premier piston, puis traverse la dose de café (dosette éclatée). La boisson infusée est ensuite récupérée par le second piston.
  • La machine décrite dans le document FR 2.879.175 (LUCIANI ), n'est pas configurée pour recevoir une capsule du type décrite dans le document EP 0.554.469 (NESTLE), la chambre d'infusion ne comportant aucun élément pour percer ladite capsule et injecter de l'eau sous pression à l'intérieur de cette dernière. De plus, aucune zone permettant de crever ou percer localement la capsule n'est prévue.
    • Présentation des dessins.
  • D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue schématique en coupe d'une capsule
    • les figures 2a à 2e représentent schématiquement un premier mode de réalisation de la machine objet de l'invention dans différentes positions de fonctionnement,
    • la figure 3 est une vue schématique agrandie de la chambre d'infusion de la machine représentée sur les figures 2a à 2e,
    • la figure 4 est une vue de face de l'élément de perçage seule représentée à la figure 3,
    • la figure 5 est une vue schématique agrandie de la chambre d'infusion dans une variante de réalisation de la machine représentée sur les figures 2a à 2e,
    • la figure 6 est une vue de face de l'élément de perçage seule représentée à la figure 5,
    Modes de réalisation de l'invention.
  • La capsule 1 est destinée à être utilisée dans une machine de préparation et de distribution automatique de boisson du type comportant un dispositif pour percer ladite capsule et injecter de l'eau sous pression à l'intérieur de cette dernière. De telles machines sont par exemple décrites dans les documents EP 0.242.556 (NESTLE) ou EP 1.295.554 (SGL ITALIA).
  • En se rapportant à la figure 1, la capsule 1 est formée par un agrégat compacté d'une substance à infuser 2 emprisonnée dans une enveloppe filtrante 3 et dans une enveloppe de conditionnement extérieure 4. La présence de l'enveloppe filtrante 3 n'est pas essentielle au fonctionnement de la capsule. La substance à infuser 2 est préférentiellement du café, mais peut être du thé, du lait en poudre, du chocolat en poudre, de la soupe, etc.
  • En se rapportant à la figure 1, l'enveloppe filtrante 3 est positionnée entre l'agrégat compacté de la substance à infuser 2 et l'enveloppe de conditionnement 4. Cette enveloppe filtrante 3 permet de filtrer la substance à infuser 2 quel que soit le positionnement de la capsule 1 dans la chambre d'infusion de la machine et quelle que soit la partie crevée de la capsule. De plus, l'enveloppe filtrante 3 peut jouer le rôle de barrière contre certaines agressions chimiques dues au matériau constitutif de l'enveloppe de conditionnement 4.
  • L'enveloppe filtrante 3 est avantageusement constituée d'un matériau poreux tissé ou non tissé, comprenant des fibres naturelles et/ou synthétiques. On pourra par exemple employer du papier ou du tissu filtrant du type employé dans la fabrication des sachets de thé.
  • Le volume de la capsule 1 dépend de la machine et de la substance à infuser 2. En pratique, lorsqu'elle contient du café, le diamètre de la capsule 1 est avantageusement compris entre 20 mm et 40 mm. Elle contient préférentiellement entre 5 g et 15 g de café tassé de manière à avoir une densité comprise entre 0.6 et 0.75 kg/dm3.
  • L'enveloppe de conditionnement 4 est étanche à l'air et à l'eau et présente une forme externe sensiblement sphérique pouvant être percée substantiellement sur n'importe quelle partie de sa surface. Préférentiellement, l'enveloppe de conditionnement 4 est configurée pour se crever sous l'effet de la pression substantiellement sur n'importe quelle partie de sa surface lors de l'injection d'eau dans la capsule 1. Le résultat atteint est que la capsule 1 peut être percée par le dispositif de perçage de la machine et peut se crever, quelle que soit sa position dans la chambre d'infusion. Un résultat similaire peut être obtenu avec une capsule dont l'enveloppe de conditionnement 4 présente une forme externe sensiblement cubique.
  • On entend par « substantiellement », le fait que certaines parties de la capsule telles que la zone réservée à une marque de fabrique, ou, comme décrit plus loin, les zones de scellement des deux demie-coquilles constitutives de ladite capsule, peuvent ne pas être parfaitement percer ou se crever compte tenue des éventuelles doubles épaisseurs.
  • L'enveloppe de conditionnement 4 est avantageusement en aluminium, de 20 µm à 120 µm d'épaisseur. Toutefois, d'autres matériaux étanche à l'air et à l'eau peuvent être employés comme des plastiques souples ou rigides du type polypropylène, polychlorure de vinyle, polyéthylène, plastique alimentaire, etc. Lorsque l'enveloppe de conditionnement 4 est en aluminium, il est avantageux de prévoir une pellicule de film alimentaire disposée sur la surface interne de ladite enveloppe de manière à protéger la substance à infuser contre d'éventuelles agressions chimiques.
  • Dans une autre variante de réalisation, on peut prévoir d'utiliser initialement une dosette sphérique en papier filtre que l'on trempe dans un bain de caoutchouc alimentaire. De cette manière, tout en conservant la forme sphérique, on rajoute une couche de caoutchouc alimentaire autour de la couche de papier filtre. Cette couche de caoutchouc forme, après séchage, l'enveloppe de conditionnement étanche à l'air et à l'eau, de manière à obtenir une capsule.
  • En pratique, la crevaison de la capsule 1 est réalisée par l'action de la pression d'injection au niveau d'une zone de crevaison agencée dans la chambre d'infusion de la machine. Les capsules connues de l'art antérieur et en particulier celles décrites dans le document EP 0.554.469 (NESTLE), comportent une enveloppe de conditionnement qui se crève uniquement au niveau d'une zone d'affaiblissement spécifiquement prévue sur la surface de ladite enveloppe. La capsule se différencie par le fait que son enveloppe de conditionnement est configurée pour se crever substantiellement sur n'importe quelle partie de sa surface lorsque de l'eau est injectée dans ladite capsule sous une pression de 5 à 20 bar.
  • La pression à laquelle est infusée la boisson détermine la qualité de cette dernière. En pratique, plus la pression est élevée, plus la boisson infusée est de qualité. Il est possible de jouer sur l'épaisseur de l'enveloppe de conditionnement 4 pour obtenir différents types de capsules associées à différentes qualités de boisson.
  • On pourra par exemple prévoir un premier type de capsule ayant une enveloppe de conditionnement de faible épaisseur (par exemple 20 µm) destinée à se crever sous une faible pression (par exemple 5 bar) et susceptible de générer une boisson de qualité convenable. On obtiendra par exemple une boisson à base de café du type pour petit-déjeuner à l'américaine, c'est-à-dire dont le café est beaucoup moins travaillé qu'un expresso mais en conservant la technique dite « expresso ».
  • On pourra également prévoir un second type de capsule ayant une enveloppe de conditionnement d'épaisseur intermédiaire (par exemple 50 µm) destinée à se crever sous une pression moyenne (par exemple 10 bar) et susceptible de générer une boisson de qualité supérieure, type « expresso à la française ».
  • On pourra enfin prévoir un troisième type de capsule ayant une enveloppe de conditionnement de forte épaisseur (par exemple 120 µm) destinée à se crever sous une pression élevée (par exemple 20 bar) et susceptible de générer une boisson de haute qualité, avec un café très travaillé, type « expresso à l'italienne » (plus fort que « l'expresso à la française »).
  • Le procédé de fabrication de la capsule 1 sphérique est bien connu de l'homme du métier et par exemple décrit dans le document FR 2.879.175 (LUCIANI ).
  • L'enveloppe filtrante 3 est avantageusement formée par deux demi-enveloppes de matériau filtrant scellées l'une à l'autre le long de leur rebord périphérique de manière à ce qu'elles ne puissent pas se rompre lors de l'injection d'eau sous pression dans ladite capsule. De même, l'enveloppe de conditionnement 4 est avantageusement formée par deux demi-enveloppes de matériau étanche à l'air et à l'eau scellées l'une à l'autre le long de leur rebord périphérique de manière à ce qu'elles puissent être crevées et éventuellement se crever lors de l'injection d'eau sous pression dans ladite capsule. Dans une variante de réalisation, les deux demi-enveloppes de l'enveloppe de conditionnement 4 sont soudées l'une à l'autre par ultrason. Dans une autre variante de réalisation, elles sont scellées l'une à l'autre par insertion et encliquetage de leur rebord l'un sur l'autre de la même façon que certaines gélules médicamenteuses.
  • Le procédé pour préparer une boisson à partir de la capsule 1 précédemment décrite est alors très simple. Il suffit de percer l'enveloppe de conditionnement 4 de la capsule 1 et injecter de l'eau sous pression à l'intérieur de ladite capsule de manière à infuser la substance 2 contenue dans cette dernière. On récupère alors la boisson s'écoulant au travers de la partie de l'enveloppe de conditionnement 4 qui a été crevée sous l'effet de la pression d'injection de l'eau ou qui a été préalablement percée.
  • Un mode de réalisation d'une machine permettant de mettre en oeuvre ce procédé va maintenant être décrit plus en détail en se rapportant aux figures 2a à 2e et aux figures 3 à 6.
  • En se rapportant aux figures 2a à 2e, la machine 10 comporte une chambre d'infusion 11 configurée pour recevoir une capsule 1 sphérique du type décrit précédemment. Des capsules sphériques comportant une enveloppe de conditionnement 4 qui n'est pas apte à se crever lors de l'injection de l'eau sous pression peuvent également être utilisées. Ce mode de réalisation est notamment explicité plus après dans la description et sur la figure 5.
  • La chambre d'infusion 11 est équipée d'un élément 12 pour percer l'enveloppe de conditionnement 4 de la capsule 1 et injecter de l'eau sous pression à l'intérieur de cette dernière.
  • Un réservoir 13 contenant plusieurs capsules 1 en vrac peut être aménagé de manière à communiquer avec la chambre d'infusion 11.
  • Selon un mode préféré de réalisation, la chambre d'infusion 11 est formée par des culasses 11 a, 11 b montées mobiles dans le bâti 100 de la machine 10, entre :
    • une position de chargement (figure 2a) permettant la mise en place de la capsule 1 au niveau de la chambre d'infusion 11,
    • et une position de fermeture (figure 2c) où les culasses 11a, 11b s'agencent entre elles de manière à emprisonner la capsule 1.
  • Les culasses 11 a, 11 b sont avantageusement obtenues par moulage plastique, mais tout autre matériau et procédé convenant à l'homme du métier peuvent être employés.
  • Pour simplifier la conception, on prévoit une culasse avant 11a et une culasse arrière 11b montées mobiles en translation dans le bâti 100. Comme représentées sur les figures annexées, les culasses 11a et 11b présentent des extrémités sensiblement hémisphériques ajustées à la forme et aux dimensions de la capsule 1 sphérique.
  • Un dispositif d'étanchéité est avantageusement, mais non nécessairement, prévu entre les culasses 11 a, 11 b, de manière à ce que la chambre d'infusion 11 soit parfaitement étanche lors de l'étape d'infusion.
  • La culasse arrière 11 b comporte avantageusement sur sa surface extérieure une série de crans 14 qui s'engrènent dans une roue dentée 15 fixée au bâti 100. La roue dentée 15 est reliée à un bras de manoeuvre 16. La roue dentée 15 et la série de crans 14 sont agencées de manière à ce que la mise en rotation de ladite roue provoque la mise en translation de la culasse arrière 11 b. Toutefois, la culasse arrière peut être déplacée par tout autre dispositif mécanique convenant à l'homme du métier, tel que vérin, système d'entraînement à courroie, système vis/écrou, etc.
  • Lorsque les culasses 11a et 11b sont en position de fermeture, la roue dentée 15 est avantageusement bloquée dans une position de verrouillage de manière à éviter que la culasse arrière 11 b ne se déplace lors de l'injection d'eau sous pression dans la capsule 1. Le mécanisme de verrouillage peut comporter un excentrique, un élément d'encliquetage, ou tout autre moyen équivalent convenant à l'homme du métier.
  • La culasse avant 11a est également montée mobile en translation dans le bâti 100, bien que cela ne soit pas essentiel pour le fonctionnement de la machine 10. La culasse avant 11a est montée mobile entre une position avancée et une position reculée. Au repos (figure 2a), un ressort de compression 17 vient plaquer la culasse avant 11a contre une butée 18 disposée à l'intérieur du bâti 100. Lorsque la culasse arrière 11 b vient au contact de la culasse avant 11a et continue d'avancer, le ressort 17 se comprime et ladite culasse arrière recule (figure 2c) jusqu'à buter sur le fond du bâti 100. Lorsque la culasse arrière 11 b recule, le ressort de compression 17 se détend et revient naturellement plaquer la culasse avant 11a contre la butée 18 (figure 2e).
  • L'élément de perçage 12 est avantageusement solidaire du bâti 100 de la machine 10. Selon un mode préféré de réalisation représenté sur les figures 2a à 2e et plus particulièrement sur les figures 3 et 5, l'élément de perçage 12 est agencé avec la culasse avant 11a. Il comporte à l'une de ses extrémités une aiguille 120 destinée à pénétrer dans la capsule 1. L'extrémité de l'aiguille 120 est munie d'orifices 121 d'injection d'eau reliés à un conduit d'eau sous pression 122. L'autre extrémité de l'élément de perçage 12 est configurée pour être reliée à une source d'eau chaude. Lors de l'infusion, l'eau chaude est mise sous pression par l'intermédiaire d'une pompe reliée à un réservoir d'eau.
  • Les orifices 121 sont positionnés de manière à assurer une injection diffuse et uniforme de l'eau dans la substance à infuser 2. En se rapportant plus particulièrement aux figures 3 et 5, l'eau est injectée vers la partie de la capsule 1 opposée à la zone de crevaison 20 de manière à pouvoir se répartir uniformément dans toute ladite capsule. Aucune zone de la capsule 1 n'échappera à l'injection d'eau sous pression.
  • En se rapportant plus particulièrement aux figures 3 et 5, la longueur de l'aiguille 120 est telle qu'elle ne puisse percer qu'un seul côté de la capsule 1.
  • La culasse avant 11a et l'élément de perçage 12 sont agencés de manière à ce que :
    • en position reculée, la culasse avant 11a permette l'embrochage de la capsule 1 sur l'aiguille 120 (figure 2c),
    • et en position avancée, la culasse avant 11a permette l'extraction de la capsule 1 hors de l'aiguille 120 (figure 2d).
  • En effet, en position avancée, la culasse avant 11a a tendance à repousser la capsule 1 hors de l'aiguille 120.
  • Un résultat similaire serait obtenu en prévoyant une culasse avant montée de manière fixe dans le bâti 100 et un élément de perçage 12 monté mobile entre une position avancée où l'aiguille 120 embroche la capsule 1 et une position reculée où elle sort de ladite capsule.
  • Une étanchéité est avantageusement prévue entre la culasse avant 11a et l'élément de perçage 12.
  • La surface interne de la chambre d'infusion 11 est aménagée de manière à ce que lors de l'injection d'eau sous pression à l'intérieur de la capsule 1, l'enveloppe de conditionnement 4 de ladite capsule ne puisse être percée ou se crever qu'au niveau d'une zone de crevaison 20 spécialement prévue à cet effet. La zone de crevaison 20 est configurée de manière à communiquer avec un dispositif pour récupérer le liquide s'écoulant au travers de la partie percée ou crevée de l'enveloppe de conditionnement 4. Les autres parties de la surface interne de la chambre d'infusion 11 sont lisses et ajustées aux dimensions de la capsule 1 de sorte que l'enveloppe de conditionnement 4 ne peut se crever ou être percée autre part que dans la zone de crevaison 20.
  • Selon le mode préféré de réalisation représentée sur les figures annexées, la zone de crevaison 20 est agencée à la base de l'aiguille 120.
  • En pratique, la zone de crevaison 20 est une extension solidaire de l'aiguille 120, l'élément de perçage 12 muni de ladite aiguille et de ladite zone de crevaison étant réalisé en une seule pièce par moulage plastique.
  • En se rapportant aux figures annexées, la culasse avant 11 a et l'élément de perçage 12 sont configurés de manière à former, derrière la zone de crevaison 20, une chambre de récupération 22 permettant de récupérer le liquide s'écoulant au travers de l'enveloppe de conditionnement 4. Cette disposition permet d'injecter de l'eau sous pression dans la capsule 1 et de récupérer la boisson s'écoulant de ladite capsule d'un même côté de la machine 10, ce qui permet de simplifier la conception de la machine et de réduire son encombrement.
  • En se rapportant à un premier mode de réalisation représenté sur les figures 3 et 4, la zone de crevaison 20 comporte une succession de parties creuses 20a et de parties hautes 20b configurées de manière à permettre la crevaison de l'enveloppe de conditionnement 4 de la capsule 1 lors de l'injection de l'eau sous pression. Les parties hautes 20b jouent le rôle de poinçon et affaiblissent l'enveloppe de conditionnement 4 lors de la mise en place de la capsule 1 contre la zone de crevaison 20. Sous l'effet de la pression, la partie de l'enveloppe de conditionnement 4 ainsi affaiblie est alors apte à se crever. Le vide obtenu par la différence de hauteur entre les parties creuses 20a et les parties hautes 20b, permet d'aboutir à la crevaison de l'enveloppe de conditionnement 4 sous l'effet de la pression de l'eau injectée.
  • En se rapportant plus particulièrement à la figure 4, la zone de crevaison 20 est formée par une grille 20c moulée à la base de l'aiguille 120. La grille 20c comporte des orifices 20d communiquant avec la chambre de récupération 22. Les orifices 20d sont disposés en dessous des parties hautes 20b de manière à pouvoir récupérer plus facilement le liquide infusé. Les orifices 20d ont la forme d'un tronc de cône dont la petite base est disposée du côté de la zone de crevaison 20 et la grande base du côté de la chambre 22. Cette configuration permet d'éviter les phénomènes de bouchage et créée un flux laminaire qui améliore la qualité de la boisson. La petite base des orifices 20d a un diamètre compris entre 0.1 mm et 0.3 mm de manière à retenir les éventuels grains de la substance à infuser 2 pouvant s'échapper de la capsule 1, que cette dernière comporte ou non une enveloppe filtrante 3.
  • En se rapportant à un second mode de réalisation représenté sur les figures 5 et 6, la zone de crevaison 20 est équipée de moyens 20e pour percer l'enveloppe de conditionnement 4 de la capsule 1. Préférentiellement, les moyens 20e pour percer l'enveloppe de conditionnement 4 sont des aiguilles moulées sur une grille 20c. Toutefois, tout autre moyen de perçage convenant à l'homme du métier peut être employé. Ce mode de réalisation convient particulièrement aux capsules sphériques dont l'enveloppe de conditionnement 4 n'est pas configurée pour se crever lors de l'injection de l'eau sous pression, par exemple lorsque ladite enveloppe de conditionnement est en plastique.
  • Dans le cas où la capsule 1 comporte une enveloppe filtrante 3, les moyens de perçage 20e sont avantageusement configurés de manière à ne venir percer que l'enveloppe de conditionnement 4 et à laisser intacte ladite enveloppe filtrante. En pratique, on utilise des aiguilles dont la longueur est suffisante pour percer l'enveloppe de conditionnement 4 et éventuellement déformer l'enveloppe filtrante 3, mais insuffisante pour percer cette dernière.
  • La grille 20c comporte des orifices 20d communiquant avec la chambre de récupération 22. Les orifices 20d ont la forme d'un tronc de cône dont la petite base est disposée du côté de la zone de crevaison 20 et la grande base du côté de la chambre 22. Cette configuration permet d'éviter les phénomènes de bouchage et créée un flux laminaire qui améliore la qualité de la boisson. La petite base des orifices 20d a un diamètre compris entre 0.1 mm et 0.3 mm de manière à retenir les éventuels grains de la substance à infuser 2 pouvant s'échapper de la capsule 1, que cette dernière comporte ou non une enveloppe filtrante 3.
  • En se rapportant aux figures annexées, la zone de crevaison 20 a une forme générale plane de manière à ce que l'enveloppe de conditionnement 4 soit sensiblement déformée avant l'injection de l'eau sous pression. Cette caractéristique améliore le poinçonnage de l'enveloppe de conditionnement 4 lorsque la zone de crevaison 20 comporte une succession de parties creuses 20a et de parties hautes 20b. Elle optimise également le perçage de l'enveloppe de conditionnement 4 lorsque la zone de crevaison 20 comporte des moyens de perçage 20e.
  • Dans une variante de réalisation non représentée, la zone de crevaison 20 peut avoir la forme d'une calotte sphérique configurée de manière à épouser substantiellement la forme de la capsule 1.
  • L'aiguille 120 est avantageusement configurée pour former étanchéité au niveau des bords percés de l'enveloppe de conditionnement 4 et éviter que le liquide infusé ne s'écoule au niveau desdits bords percés. En se rapportant aux figures 3 et 5, l'aiguille 120 comporte préférentiellement une collerette 123 configurée pour que les bords percés de l'enveloppe de conditionnement 4, et éventuellement ceux de l'enveloppe filtrante 3, viennent se plaquer dessus de manière étanche sous l'effet de la pression de l'eau injectée dans la capsule 1.
  • En se rapportant aux figures 2a à 2e, le réservoir 13 est équipé d'une ouverture 130 permettant d'amener les capsules 1 vers là chambre d'infusion 11. En position d'attente (figure 2a), la culasse arrière 11 b est reculée vers l'arrière du bâti 100 de manière à libérer l'ouverture 130 et charger une capsule.
  • En actionnant le levier 16, la culasse arrière 11 b vient au contact de la culasse avant 11a, entraînant la capsule 1 vers l'aiguille 120 (figure 2b). En continuant à actionner le levier 16, la culasse arrière 11 b repousse la culasse avant 11a et permet à l'aiguille 120 de percer l'enveloppe de conditionnement 4 de la capsule 1 (figure 2c). Le levier 16 est alors verrouillé. Dans cette position, la capsule 1 est parfaitement emprisonnée dans la chambre d'infusion 11 et l'enveloppe de conditionnement 3 vient au contact de la zone de crevaison 20. De l'eau chaude sous pression est alors injectée dans la capsule 1 via les orifices 121 de l'aiguille 120. L'injection d'eau est réalisée sous une pression de 5 à 20 bar. Sous l'effet de la pression, l'enveloppe de conditionnement 4 se perce. Le liquide infusé traverse alors la partie percée de l'enveloppe de conditionnement 4, passe au travers de la grille 20c via les orifices 20d et est récupéré dans la chambre 22. En se rapportant à la figure 2c, la culasse avant 11a comporte un conduit 21 a aménagé de manière à créer une communication entre la chambre de récupération 22 et le conduit 21 lorsque ladite culasse avant est en position reculée. Le liquide contenu dans la chambre de récupération 22 peut donc être amené, via les conduits 21a et 21, vers une tasse, un bol, ou tout autre réceptacle adapté.
  • Une fois que la boisson est extraite de la capsule 1, le levier 16 est actionné en sens inverse de manière à faire reculer la culasse arrière 11 b (figure 2d). Lors du recul de cette dernière, le ressort 17 se détend et reconduit la culasse avant 11a vers sa position avancée. Cette dernière se déplace en repoussant la capsule 1 hors de l'aiguille 120.
  • En continuant à actionner le levier 16, la culasse arrière 11 b recule vers sa position d'attente et la capsule 1 usagée tombe dans le conduit d'évacuation 30 (figure 2e). En continuant à actionner le levier 16, la culasse arrière 11b retourne dans sa position de chargement, libère l'ouverture 130 du réservoir 13 et permet le chargement d'une nouvelle capsule dans la chambre d'infusion 11 (figure 2a).
  • En se rapportant aux figures 2a à 2e, le conduit 30 pour évacuer la capsule usagée est aménagé au niveau du bâti 100 de manière à pouvoir récupérer ladite capsule lorsque la culasse arrière 11b retourne en position d'attente et que ladite capsule est extraite de l'aiguille 120.
  • Un élément de fermeture 31 agencé sur le bâti 100 est monté mobile entre une position de fermeture condamnant l'accès au conduit 30 et une position d'ouverture autorisant l'accès audit conduit. Le mouvement de l'élément de fermeture 31 est avantageusement synchronisé avec le mouvement de la culasse arrière 11b. Lorsque la culasse arrière 11b est en position d'attente (figure 2a), l'élément de fermeture 31 bouche le conduit 30 de manière à ce que la capsule neuve 1 ne puisse tomber dedans. Lorsque la culasse arrière 11 b avance (figures 2b et 2c), l'élément de fermeture 31 recule vers une position arrière de manière à libérer l'accès au conduit 30. Lorsque la culasse arrière 11 b recule jusqu'à une position où elle bouche partiellement l'ouverture 130 du réservoir 13 de manière à ce qu'aucune capsule ne puisse tomber dans la chambre d'infusion 11, l'élément de fermeture 31 avance jusqu'à une position intermédiaire n'obturant pas le conduit 30 (figure 2e). Dans cette configuration, la capsule usagée peut tomber dans le conduit 30. Lorsque la culasse arrière 11 b continue de reculer vers sa position de chargement, l'élément de fermeture 31 avance et obstrue le conduit 30 (figure 2a).
  • L'élément de fermeture est mis en mouvement par l'intermédiaire d'un ergot 32 accouplé à un mécanisme relié à la culasse arrière 11 b de manière à synchroniser les mouvements. Toutefois, l'élément de fermeture 31 peut être accouplé à un mécanisme dont le fonctionnement est indépendant du mouvement de la culasse arrière 11 b.

Claims (16)

  1. Ensemble comprenant une machine pour la préparation et la distribution automatique de boissons comportant une chambre d'infusion (11) configurée pour recevoir une capsule (1) formée par un agrégat compacté d'une substance à Infuser (2) emprisonnée dans une enveloppe de conditionnement (4) étanche à l'air et à l'eau, ladite chambre d'infusion étant équipée d'un élément (12) pour percer ladite enveloppe de conditionnement (4), pénétrer dans ledit agrégat de substance à infuser et injecter de l'eau sous pression à l'intérieur de ladite capsule, ladite chambre d'infusion comportant une zone de crevaison (20) configurée pour crever ou percer localement ladite enveloppe de conditionnement (4), ladite zone de crevaison (20) communiquant avec un dispositif (20d, 21, 21a, 22) pour récupérer le liquide s'écoulant au travers de la partie crevée ou percée de ladite enveloppe de conditionnement (4), que la zone de crevaison (20) étant disposée dans la chambre d'infusion (11) du même côté que l'élément de perçage (12), ladite zone de crevaison étant agencée à la base dudit élément de perçage, solidairement à ce dernier, l'eau étant injectée vers la partie de la capsule (1) opposée à ladite zone de crevaison de manière à pouvoir se répartir uniformément dans toute ladite capsule, se caractérisant par le fait que :
    la chambre d'infusion (11) est configurée pour recevoir une capsule (1) de forme sphérique, ladite chambre étant formée par une culasse avant (11a) et une culasse arrière (111b) montées mobiles en translation dans le bâti (100) de la machine (10), lesdites culasses présentant des extrémités sensiblement hémisphériques ajustées à la forme et aux dimensions de la capsule.
  2. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel la zone de crevaison (20) comporte une succession de parties creuses (20a) et de parties hautes (20b) configurées de manière à permettre la crevaison de l'enveloppe de conditionnement (4) lors de l'injection d'eau sous pression à l'intérieur de la capsule (1), lesdites parties creuses et/ou hautes communiquant avec le dispositif (20d, 21, 21 a, 22) pour récupérer le liquide s'écoulant au travers de ladite enveloppe de conditionnement.
  3. Ensemble selon la revendication 1 dans lequel la chambre d'infusion (11) comporte une zone de crevaison (20) équipée de moyens (20e) pour percer l'enveloppe de conditionnement (4) de la capsule (1), lesdits moyens de perçage communiquant avec le dispositif (20d, 21, 21a, 22) pour récupérer le liquide s'écoulant au travers de ladite enveloppe de conditionnement.
  4. Ensemble selon la revendication 3, dans lequel les moyens (20e) pour percer l'enveloppe de conditionnement (4) sont des aiguilles moulées sur une grille (20c), ladite grille comportant des orifices (20d) communiquant avec une chambre de récupération du liquide (22).
  5. Ensemble selon la revendication 4, dans lequel les orifices (20d) ont la forme d'un tronc de cône dont la petite base est disposée du côté de la zone de crevaison (20) et la grande base du côté de la chambre de récupération (22).
  6. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'élément de perçage (12) comporte à l'une de ses extrémités une aiguille (120) apte à percer l'enveloppe de conditionnement (4) de la capsule (1), la partie de ladite aiguille destinée à pénétrer dans ladite capsule comportant des orifices d'injection d'eau (121) reliés à un conduit d'eau sous pression (122).
  7. Ensemble selon la revendication 6, dans lequel la zone de crevaison (20) est agencée à la base de l'aiguille (120).
  8. Ensemble selon l'une des revendications 6 ou 7 prises en combinaison avec la revendication 3, dans lequel la zone de crevaison (20) est formée par une grille (20c) moulée à la base de l'aiguille (120), ladite grille comportant des orifices (20d) communiquant avec une chambre de récupération du liquide (22), lesdits orifices étant disposés en dessous des parties hautes (20b).
  9. Ensemble selon la revendicatlon 8, dans lequel les orifices (20d) ont la forme d'un tronc de cône dont la petite base est disposée du côté de la zone de crevaison (20) et la grande base du côté de la chambre de récupération (22).
  10. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la chambre d'infusion (11) est formée par une culasse avant (11a) et une culasse arrière (11b), la culasse arrière (11b) étant montée mobile entre une position de chargement permettant la mise en place de la capsule (1) au niveau de ladite chambre d'infusion et une position de fermeture où ladite culasse arrière s'agence avec ladite culasse avant de manière à emprisonner ladite capsule.
  11. Ensemble selon la revendication 10 prise en combinaison avec la revendication 8, dans lequel la culasse avant (11a) et l'élément de perçage (12) sont configurés de manière à former, derrière la zone de crevaison (20), une chambre de récupération (22) permettant de récupérer le liquide s'écoulant au travers de l'enveloppe de conditionnement (4).
  12. Ensemble selon les revendications 6 ou 7 prises en combinaison avec l'une des revendications 11 ou 12, dans lequel la culasse avant (11a) et l'élément de perçage (12) sont agencés pour être dans une position permettant l'embrochement de la capsule (1) sur l'aiguille (120) et une position permettant l'extraction de ladite capsule hors de ladite aiguille.
  13. Ensemble selon l'une des revendications précédentes prises en combinaison avec la revendication 6, dans lequel l'aiguille (120) comporte une collerette (123) configurée pour que les bords percés de l'enveloppe de conditionnement (4) viennent se plaquer dessus de manière étanche sous l'effet de la pression de l'eau injectée dans la capsule (1).
  14. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la machine comporte un réservoir (13) de stockage de plusieurs capsules équipé d'une ouverture (130) permettant d'amener lesdites capsules vers la chambre d'infusion (11).
  15. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un conduit (31) pour évacuer les capsules (1) usagées est aménagé au niveau du bâti (100) de manière à pouvoir récupérer lesdites capsules après leur infusion.
  16. Ensemble selon la revendication 15 prise en combinaison avec la revendication 10, dans lequel un élément de fermeture (31) est agencé avec le conduit (30) pour évacuer les capsules (1) infusées, ledit élément de fermeture étant monté mobile entre une position de fermeture condamnant l'accès audit conduit et une position d'ouverture autorisant l'accès audit conduit, le mouvement dudit élément de fermeture étant synchronisé avec le mouvement de la culasse arrière (11 b).
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